Electrical characterization of standalone solar farm enabled by graphene-perovskite based PV panels under various environmental conditions
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2025-11-12
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), ΔΠΜΣ Νανοτεχνολογία για Ενεργειακές Εφαρμογές
Επιβλέπων
Περίληψη
This Thesis entitled “Electrical characterization of standalone Solar Farm
enabled by Graphene-Perovskite based PV panels under various
environmental conditions” was written to study the behavior of GRAPEs
(Graphene Perovskite solar panels), a new emerging technology in
photovoltaics, for the first time at panel size in real outdoor conditions.
To determine this behavior, they were studied and measured for the period
from January to August 2021 to find out how different parameters and factors
affect their electrical properties, efficiency, and long-term lifetime stability.
In the following chapters, the construction of the panels, the results of the
measurements during this period under different outdoor conditions and all
the factors that influence and change their electrical properties are analyzed.
Experiments on the light soaking effect were also carried out to study the
behavior of the panels, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
measurements were carried out to determine the EEC of this category of
photovoltaic (PV) technology and how it is affected by temperature.
In addition, the temperature coefficients of the electrical characteristics of this
technology were investigated in indoor experiments by taking measurements
in a room with controlled environmental conditions.
Furthermore, benchmarking between GRAPEs and other solar cells has been
carried out to compare the behavior of this technology with other technologies
already commercialized and to estimate the expected energy yields of each
type of photovoltaic technology.
Finally, all the meteorological data for the solar park area recorded by the
weather station for the period in which the measurements were taken per
month are presented.
Αυτή η διατριβή με τίτλο «Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός αυτόνομου ηλιακού πάρκου που ενεργοποιείται από φωτοβολταϊκά πάνελ με βάση γραφένειο και περοβσκίτη υπό διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες» συντάχθηκε για να μελετήσει τη συμπεριφορά των GRAPEs (ηλιακά πάνελ Graphene Perovskite), μιας νέας αναδυόμενης τεχνολογίας στα φωτοβολταϊκά, για πρώτη φορά στο μέγεθος πάνελ σε πραγματικές εξωτερικές συνθήκες. Για να προσδιοριστεί αυτή η συμπεριφορά, μελετήθηκαν και μετρήθηκαν για την περίοδο από τον Ιανουάριο έως τον Αύγουστο του 2021 για να διαπιστωθεί πώς διαφορετικές παράμετροι και παράγοντες επηρεάζουν τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες, την απόδοση και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα ζωής τους. Στα επόμενα κεφάλαια αναλύεται η κατασκευή των πάνελ, τα αποτελέσματα των μετρήσεων αυτής της περιόδου υπό διαφορετικές συνθήκες εξωτερικού χώρου και όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν και αλλάζουν τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες. Πειράματα σχετικά με το φαινόμενο light soaking πραγματοποιήθηκαν επίσης για τη μελέτη της συμπεριφοράς των πάνελ και πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής εμπεδησης (EIS) για να προσδιοριστεί το ηλεκτρικό ισοδύναμο κυκλωμα αυτής της κατηγορίας φωτοβολταϊκών (PV) τεχνολογίας και πώς επηρεάζεται από τη θερμοκρασία. Επιπλέον, οι θερμοκρασιακοι συντελεστές των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών αυτής της τεχνολογίας διερευνήθηκαν σε εσωτερικά πειράματα με τη λήψη μετρήσεων σε ένα δωμάτιο με ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Επιπλέον, έχει πραγματοποιηθεί συγκριτική αξιολόγηση μεταξύ των GRAPEs και άλλων ηλιακών κυψελών για να συγκριθεί η συμπεριφορά αυτής της τεχνολογίας με άλλες τεχνολογίες που έχουν ήδη διατεθεί στο εμπόριο και να εκτιμηθούν οι αναμενόμενες ενεργειακές αποδόσεις κάθε τύπου φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Τέλος, παρουσιάζονται όλα τα μετεωρολογικά στοιχεία για την περιοχή του ηλιακού πάρκου που κατέγραψε ο μετεωρολογικός σταθμός για την περίοδο που έγιναν οι μετρήσεις ανά μήνα.
Αυτή η διατριβή με τίτλο «Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός αυτόνομου ηλιακού πάρκου που ενεργοποιείται από φωτοβολταϊκά πάνελ με βάση γραφένειο και περοβσκίτη υπό διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες» συντάχθηκε για να μελετήσει τη συμπεριφορά των GRAPEs (ηλιακά πάνελ Graphene Perovskite), μιας νέας αναδυόμενης τεχνολογίας στα φωτοβολταϊκά, για πρώτη φορά στο μέγεθος πάνελ σε πραγματικές εξωτερικές συνθήκες. Για να προσδιοριστεί αυτή η συμπεριφορά, μελετήθηκαν και μετρήθηκαν για την περίοδο από τον Ιανουάριο έως τον Αύγουστο του 2021 για να διαπιστωθεί πώς διαφορετικές παράμετροι και παράγοντες επηρεάζουν τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες, την απόδοση και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα ζωής τους. Στα επόμενα κεφάλαια αναλύεται η κατασκευή των πάνελ, τα αποτελέσματα των μετρήσεων αυτής της περιόδου υπό διαφορετικές συνθήκες εξωτερικού χώρου και όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν και αλλάζουν τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες. Πειράματα σχετικά με το φαινόμενο light soaking πραγματοποιήθηκαν επίσης για τη μελέτη της συμπεριφοράς των πάνελ και πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής εμπεδησης (EIS) για να προσδιοριστεί το ηλεκτρικό ισοδύναμο κυκλωμα αυτής της κατηγορίας φωτοβολταϊκών (PV) τεχνολογίας και πώς επηρεάζεται από τη θερμοκρασία. Επιπλέον, οι θερμοκρασιακοι συντελεστές των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών αυτής της τεχνολογίας διερευνήθηκαν σε εσωτερικά πειράματα με τη λήψη μετρήσεων σε ένα δωμάτιο με ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Επιπλέον, έχει πραγματοποιηθεί συγκριτική αξιολόγηση μεταξύ των GRAPEs και άλλων ηλιακών κυψελών για να συγκριθεί η συμπεριφορά αυτής της τεχνολογίας με άλλες τεχνολογίες που έχουν ήδη διατεθεί στο εμπόριο και να εκτιμηθούν οι αναμενόμενες ενεργειακές αποδόσεις κάθε τύπου φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Τέλος, παρουσιάζονται όλα τα μετεωρολογικά στοιχεία για την περιοχή του ηλιακού πάρκου που κατέγραψε ο μετεωρολογικός σταθμός για την περίοδο που έγιναν οι μετρήσεις ανά μήνα.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Photovoltaic system, Perovskite solar cells, Solar energy, Graphene, Φωτοβολταϊκό σύστημα, Ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη, Ηλιακή ενέργεια, Γραφένιο